[发明专利]高压直流输电系统暂态响应解析计算方法

摘要

本发明提供了一种高压直流输电系统暂态响应解析计算方法，其包括如下步骤A、对高压直流输电系统的平波电抗器、直流滤波器以及直流输电线路，结合电压电流关系，按照电路原理，得出高压直流输电系统在不同运行工况下的微分代数方程组；根据控制系统的逻辑关系，建立控制系统的微分方程最终形成高压直流输电系统的状态方程，该微分代数方程组为常系数非齐次线性微分方程组；其中xi为第i个运行工况下的状态量，Ai、Bi分别为状态和输入矩阵，输入u(t)为整流侧与逆变侧的三相电压瞬时表达式，Ci为控制系统加入后的分量；B、通过对高压直流输电系统进行稳态响应计算，得到高压直流输电系统的状态量随时间的关系xi(t)，以及控制系统各运行量的初值；C、在交流电压变化下，进行直流暂态响应计算；D、计算结束。

主权项

一种高压直流输电系统暂态响应解析计算方法，其包括如下步骤：A、对高压直流输电系统的平波电抗器、直流滤波器以及直流输电线路，结合电压电流关系，按照电路原理，得出高压直流输电系统在不同运行工况下的微分代数方程组；根据控制系统的逻辑关系，建立控制系统的微分方程最终形成高压直流输电系统的状态方程该微分代数方程组为常系数非齐次线性微分方程组；其中xi为第i个运行工况下的状态量，xi0为t0时刻该状态量的值；Ai、Bi分别为状态和输入矩阵，输入u(t)为整流侧与逆变侧的三相电压瞬时表达式，Ci为控制系统加入后的分量；B、通过对高压直流输电系统进行稳态响应计算，得到高压直流输电系统的状态量随时间的关系xi(t)，以及控制系统各运行量的初值；C、在交流电压变化下，进行直流暂态响应计算；D、计算结束；其中，步骤C具体包括如下步骤：C1如果到达仿真结束时刻，则转到步骤D；C2根据交流系统的三相电压幅值，形成u(t)；C3对直流系统的第i个运行工况，对于给定的时间步长Δt，按照常系数非齐次线性微分方程组的解析表达式计算直流系统的响应；xi=eAiΔtxi0+∫t0t0+ΔteAi(t0+Δt-τ)Biu(τ)dτ+CiΔt]]>其中t为时间，t0为第i个运行工况下的开始时刻，Δt为时间步长，τ为积分表达式中的符号变量；C4按照整流器及逆变器的物理特性，判断该运行工况是否结束，如果结束，重新计算换相时刻得到Δt，转到步骤C2，否则继续下一步；C5根据xi中控制变量的仿真值，修改系统的状态方程、整流侧的触发延迟角α以及逆变侧的触发超前角β；C6计算各整流器与逆变器的熄弧角γ，由γ判断是否发生换相失败，如果失败，转到步骤C8；C7按照电路特性，得到下一个运行工况的Ai、Bi、Ci，根据电感电流以及电容电压不能突变的原理，利用上一个运行工况xi的末值，得到下一个运行工况xi+1的初值；令i＝i+1，转到步骤C1；C8判断直流系统是否发生闭锁，如果闭锁，则转到步骤D。